Холодильный агент

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск

Холодильный агент (хладагент) — рабочее вещество холодильной машины, которое при кипении отнимает теплоту от охлаждаемого объекта и затем после сжатия передаёт её охлаждающей среде за счёт конденсации (воде, воздуху и т. п.).

Хладагент является частным случаем теплоносителя. Важным отличием является использование теплоносителей в одном и том же агрегатном состоянии, в то время, как хладагенты обычно используют фазовый переход (кипение и конденсацию).

Основными холодильными агентами являются аммиак, фреоны (хладоны), элегаз и некоторые углеводороды. Следует различать хладагенты и криоагенты. У криоагентов нормальная температура кипения ниже, также к хладагентам предъявляются более высокие требования по взаимодействию с маслами компрессоров. В качестве холодильного агента при создании оксиликвита используется кислород.

Принципиальной разницей в использовании холодильных агентов в виде азота, гелия и т. д. является то, что жидкость расходуется и испаряется однократно (как правило, в атмосферу), то есть используется разомкнутый холодильный цикл. В холодильных машинах фреон или аналогичный газ работает по замкнутому циклу, сжимаясь при помощи компрессора, охлаждаясь в конденсаторе, расширяясь в дросселе или детандере, испаряясь в испарителе.

Обозначение[править | править вики-текст]

Обозначение хладагентов в форме R-# было предложено фирмой DuPont. Числа и буквы, стоящие на месте идентификационного номера, определяют молекулярную структуру холодильного агента.

Предельные углеводороды и их галогенные производные обозначаются буквой R с тремя цифрами после неё, то есть в виде R-xyz, где:

  • x (сотни) равно числу атомов углерода, уменьшенному на единицу;
  • y (десятки) равно числу атомов водорода, увеличенному на единицу;
  • z (единицы) равно числу атомов фтора.

Например:

  • Хладагент R-134a имеет 2 атома углерода, 2 атома водорода, 4 атома фтора, а суффикс «a» показывает, что изомер — тетрафторэтан.
  • Серии R-400, R-500 обозначают смеси хладагентов.
  • Изобутан имеет обозначение — хладагент R-600a и имеет 0 атомов фтора, 10 атомов водорода, 4 атома углерода, а суффикс «a» показывает, что это изомер.

Различным неорганическим соединениям присвоена серия 700, а идентификационный номер хладагентов, принадлежащих к этой серии, определяется как сумма числа 700 и молекулярной массы хладагента.

Например, для аммиака, химическая формула которого NH3, имеем 1x14+3x1+700=717. Таким образом его обозначение — R-717.

Виды хладагентов[править | править вики-текст]

Вот неполный перечень холодильных агентов, использовавшихся на протяжении ХIX-XX веков:

  • воздух;
  • хлористый этил;
  • хлористый метил;
  • аммиак;
  • сернистый ангидрид;
  • углекислота;
  • закись азота;
  • этилен;
  • пропан и др.

В 1928 году Томас Мидгли синтезировал дифтодихлорметан, вещество, полученное из метана (СН4), в молекуле которого четыре атом водорода заменили двумя атомами хлора и двумя атомами фтора. Вещество было названо "фреон-12" (1931г).

В 1987 году в мире было произведено 1 млн 300 тыс. тонн разных синтетических хладагентов, полученных замещением атомов водорода атомами хлора, фтора и брома в молекулах предельных углеводородов – метана, этана, пропана и бутана. Эти бесцветные, без запаха, безвредные для человека и химически стабильные вещества позволили достигать температур до –130 ºС. Синтетические хладагенты стали применяться также в качестве пропеллентов, эффективных растворителей, как эффективное средство пожаротушения, для получения пенопластов, полимеров и эластомеров, для ингаляций, в качестве высокоэффективного газового диэлектрика, в качестве тепло- и хладоносителей, флегматизаторов горючих веществ, в лазерах, для синтеза лекарственных веществ, масел, пестицидов, пленок, средств защиты растений, красителей и т. п.

Свойства хладагентов[править | править вики-текст]

Молекулы синтетических хладагентов имеют высокую химическую стабильность.Они способны существовать в атмосфере Земли десятки и даже сотни лет. В семидесятых годах прошлого века метеозонды, запущенные в Антарктиде, зафиксировали в стратосфере Земли резкое снижение концентрации озона почти на 30 % («озоновые дыры»), там же обнаружили и молекулы синтетических хладагентов. Согласно одной из гипотез, под действием жесткого ультрафиолетового излучения атомы хлора и брома могут отделяться от молекул хладагентов и, поглощая атомарный кислород, разрушать озоновый слой Земли. В марте 1985 года в Вене по инициативе ООН была принята Конвенция по охране озонового слоя, а в 1987 году в Монреале подписан «Протокол по веществам, разрушающим озоновый слой»[1]. приложения к Монреальскому протоколу попали все хладагенты, в молекулах которых присутствовали атомы хлора и брома. Были определены потенциалы разрушения озонового слоя (ОРП) для хладагентов. Для обозначения хладагентов установлены международные стандарты, которые классифицируют хладагенты и обеспечивают их унифицированное наименование. Используются следующие основные стандарты:

  • ISO/CD 817:2007 – «Хладагенты — обозначение и классификация безопасности»,
  • ANSI/ASHRAE 34-2007 – «Обозначение и классификация безопасности хладагентов»[2]

Примечания[править | править вики-текст]

  1. Научный журнал НИУ ИТМО. Серия «Холодильная техника и кондиционирование» № 3, 2014 100
  2. Цветков О.Б. и другие / Озонобезопасные хладагенты. - Научный журнал НИУ ИТМО. Серия «Холодильная техника и кондиционирование». -Статья. - УДК 621.564

См. также[править | править вики-текст]